JP7683573B2 - High pressure tank mold structure - Google Patents
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Description
本発明は、高圧タンク用金型構造に関する。 The present invention relates to a mold structure for a high-pressure tank.
燃料電池車等に搭載される高圧タンクとして、円筒状の胴体部と該胴体部の軸方向の両端に設けられた一対のドーム部とを有するライナーと、ライナーの外周面を覆う繊維強化樹脂層とを備えるものが知られている。このような構造を有する高圧タンクは、FW(Filament Winding)法によって製造されている。FW法では、先にライナーを形成し、形成したライナーを巻き芯として、樹脂が含浸された繊維束をライナーの外周面に複数巻回し、または繊維束に樹脂を含浸させながらライナーの外周面に複数巻回することにより高圧タンクを製造する。 A known high-pressure tank to be mounted on a fuel cell vehicle or the like is one that includes a liner having a cylindrical body and a pair of dome sections provided at both axial ends of the body, and a fiber-reinforced resin layer that covers the outer surface of the liner. High-pressure tanks with this structure are manufactured by the FW (filament winding) method. In the FW method, a liner is first formed, and then the formed liner is used as a winding core to wind a resin-impregnated fiber bundle around the outer surface of the liner multiple times, or the fiber bundle is impregnated with resin and wound around the outer surface of the liner multiple times.
最近では、RTM(Resin Transfer Molding)法を用いた高圧タンクの製造方法が開発されている。すなわち、ライナーの外周面に繊維束が巻回されたプリフォーム(中間体ともいう)を金型内に配置した後に、流動性を有する未硬化の樹脂を金型内に注入し、樹脂をプリフォームの繊維束に含浸させて硬化することにより高圧タンクを製造する。そして、RTM法に用いられる金型(以下、「RTM成形用金型」という)としては、例えば下記特許文献1に記載のようにベース型と該ベース型の中央部に収まる入子型とを有するものが挙げられる。
Recently, a method for manufacturing a high-pressure tank using the RTM (Resin Transfer Molding) method has been developed. That is, a preform (also called an intermediate body) in which a fiber bundle is wound around the outer peripheral surface of a liner is placed in a mold, and then uncured resin having fluidity is injected into the mold, and the resin is impregnated into the fiber bundle of the preform and cured to manufacture a high-pressure tank. And as for a mold used in the RTM method (hereinafter referred to as an "RTM molding mold"), for example, one having a base mold and a nested mold that fits in the center of the base mold, as described in the following
高圧タンクは、車両に搭載されるスペース及びガス搭載量の関係から、径や長さ等が異なるので、種々な形状を有するプリフォームが必要である。また、RTM成形用金型の場合、繊維束を厚肉に巻回したプリフォームに樹脂を良く含浸させるための成形条件が厳しく、その成形条件を実現する必要な構造が多い。従って、プリフォームを収容する入子型のみを交換するだけでは、樹脂を精度良く充填及び含浸することが困難であり、製造される高圧タンクの品質低下につながる問題がある。なお、品質を確保するために、プリフォームの形状毎にRTM成形用金型を用意することが考えられるが、製造コストのアップを招く問題が新たに生じる。 High-pressure tanks vary in diameter and length due to the space required for installation in a vehicle and the amount of gas carried, so preforms with various shapes are required. In addition, in the case of RTM molding dies, the molding conditions for thoroughly impregnating the resin into the preform, which is made by winding a thick fiber bundle, are strict, and many structures are required to achieve these molding conditions. Therefore, simply replacing the nested die that contains the preform makes it difficult to accurately fill and impregnate the resin, which can lead to a decrease in the quality of the manufactured high-pressure tank. It is possible to prepare RTM molding dies for each preform shape in order to ensure quality, but this creates a new problem of increased manufacturing costs.
本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、高品質の高圧タンクを低コストで製造できる高圧タンク用金型構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve these technical problems, and aims to provide a mold structure for high-pressure tanks that can manufacture high-quality high-pressure tanks at low cost.
本発明に係る高圧タンク用金型構造は、ライナーの外周面に繊維束が巻回されたプリフォームを収容し、前記プリフォームの繊維束に樹脂を含浸させるための高圧タンク用金型構造であって、上型と下型とを有し、前記プリフォームを収容する主型と、前記主型の内部に樹脂を注入する樹脂注入部と、樹脂が含浸された前記プリフォームを押し上げる製品押し上げ部とを少なくとも有する本体と、を備え、前記主型は、前記本体に着脱可能に設けられていることを特徴とする。 The mold structure for a high-pressure tank according to the present invention is a mold structure for a high-pressure tank for accommodating a preform having a fiber bundle wound around the outer peripheral surface of a liner and impregnating the fiber bundle of the preform with resin, and is characterized in that it is equipped with a main body having an upper mold and a lower mold, a master mold for accommodating the preform, a resin injection section for injecting resin into the master mold, and a product push-up section for pushing up the preform impregnated with resin, and the master mold is detachably provided on the main body.
本発明に係る高圧タンク用金型構造では、プリフォームを収容する主型と、樹脂注入部と製品押し上げ部とを少なくとも有する本体と、を備えており、プリフォームを収容する主型は本体に着脱可能に設けられているので、異なる形状のプリフォームに対応する主型のみを入れ替えることで、成形に必要な樹脂注入と樹脂含浸の機能を維持した状態で、異なる形状の高圧タンクを品質良く製造することができる。また、プリフォームの形状毎に成形用金型を用意する場合と比べて、樹脂注入部と製品押し上げ部とを少なくとも有する本体を流用できるので、低コストを実現することができる。その結果、高品質の高圧タンクを低コストで製造することができる。 The mold structure for a high-pressure tank according to the present invention includes a master mold that houses a preform, and a main body having at least a resin injection section and a product push-up section. The master mold that houses the preform is detachably attached to the main body. By replacing only the master mold that corresponds to a preform of a different shape, high-pressure tanks of different shapes can be manufactured with good quality while maintaining the functions of resin injection and resin impregnation required for molding. Furthermore, compared to preparing a molding mold for each shape of preform, the main body having at least a resin injection section and a product push-up section can be reused, thereby achieving low costs. As a result, high-quality high-pressure tanks can be manufactured at low cost.
本発明に係る高圧タンク用金型構造において、前記上型には、真空脱気のための配管が内蔵され、前記本体は、相対的に移動可能な上本体及び下本体を有し、前記上型及び前記下型は、型締め可能に前記上本体及び前記下本体にそれぞれ取り付けられ、前記高圧タンク用金型構造は、前記主型に収容される前記プリフォームを取り囲むように設けられるとともに、前記上本体と前記下本体との間、及び、前記上型と前記下型との間をシールする環状のシール部材を更に備えることが好ましい。このようにすれば、主型の交換に影響されることなく、金型構造のシール性を確保することができるので、ボイド等の成形不良を防止することができる。 In the mold structure for a high-pressure tank according to the present invention, the upper mold has built-in piping for vacuum degassing, the main body has an upper body and a lower body that are relatively movable, the upper mold and the lower mold are respectively attached to the upper body and the lower body so that they can be clamped, and the mold structure for a high-pressure tank is preferably further provided with an annular sealing member that is arranged to surround the preform contained in the main mold and seals between the upper body and the lower body and between the upper mold and the lower mold. In this way, the sealing properties of the mold structure can be ensured without being affected by replacement of the main mold, thereby preventing molding defects such as voids.
本発明に係る高圧タンク用金型構造において、前記樹脂注入部は、前記上本体に設けられる樹脂注入管と、前記下本体に設けられるとともに前記樹脂注入管からの樹脂を溜める樹脂溜め部と、前記下本体に設けられるとともに前記樹脂溜め部に溜められた樹脂を前記主型側に押し出す樹脂押し出し部と、を有することが好ましい。このようにすれば、主型の交換に影響されることなく、主型内部への樹脂注入を精度良く行うことができる。また、樹脂を主型内部に直接注入せずに樹脂溜め部に一旦溜めてから主型側に押し出すことで、高圧樹脂注入による繊維束の繊維ずれを防止することができる。 In the mold structure for a high-pressure tank according to the present invention, it is preferable that the resin injection section has a resin injection pipe provided in the upper body, a resin reservoir section provided in the lower body for storing resin from the resin injection pipe, and a resin extrusion section provided in the lower body for extruding the resin stored in the resin reservoir section toward the main mold. In this way, resin can be injected into the main mold with high precision without being affected by replacement of the main mold. In addition, by temporarily storing the resin in the resin reservoir section and then extruding it toward the main mold rather than injecting it directly into the main mold, fiber shifting of the fiber bundles due to high-pressure resin injection can be prevented.
また、本発明に係る高圧タンク用金型構造において、前記樹脂押し出し部は、前記樹脂溜め部の底部に設けられて前記樹脂溜め部の深さを調整する可動ピンを有することが好ましい。このようにすれば、可動ピンで樹脂溜め部の深さを調整することで、主型の内部に注入する樹脂の圧力を制御することができ、高圧樹脂注入による繊維束の繊維ずれを防止することができる。 In addition, in the mold structure for a high-pressure tank according to the present invention, it is preferable that the resin extrusion section has a movable pin that is provided at the bottom of the resin reservoir section and adjusts the depth of the resin reservoir section. In this way, by adjusting the depth of the resin reservoir section with the movable pin, the pressure of the resin injected into the main mold can be controlled, and fiber shifting of the fiber bundle caused by high-pressure resin injection can be prevented.
また、本発明に係る高圧タンク用金型構造において、前記製品押し上げ部は、前記下型を貫通するとともに前記主型に収容される前記プリフォームを押し上げる押し上げ部材を有することが好ましい。このようにすれば、主型を交換しても、樹脂が含浸されたプリフォームを精度良く取り出すことができる。 In addition, in the mold structure for a high-pressure tank according to the present invention, it is preferable that the product push-up section has a push-up member that penetrates the lower mold and pushes up the preform contained in the main mold. In this way, even if the main mold is replaced, the preform impregnated with resin can be accurately removed.
更に、本発明に係る高圧タンク用金型構造において、前記上型及び前記下型には、前記プリフォームの長手方向に沿って延びる温調配管がそれぞれ内蔵されていることが好ましい。このようにすれば、主型の温度を安定させることができるので、製造される高圧タンクの品質を高めることができる。 Furthermore, in the mold structure for a high-pressure tank according to the present invention, it is preferable that the upper mold and the lower mold each have a built-in temperature control pipe extending along the longitudinal direction of the preform. In this way, the temperature of the main mold can be stabilized, thereby improving the quality of the manufactured high-pressure tank.
本発明によれば、高品質の高圧タンクを低コストで製造することができる。 The present invention makes it possible to manufacture high-quality high-pressure tanks at low cost.
以下、図面を参照して本発明に係る高圧タンク用金型構造の実施形態について説明する。図1は実施形態に係る高圧タンク用金型構造を示す模式縦断面図であり、図2は実施形態に係る高圧タンク用金型構造を示す模式横断面図であり、図3は下型及び下本体を示す平面図である。 Hereinafter, an embodiment of the mold structure for a high-pressure tank according to the present invention will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is a schematic vertical cross-sectional view showing the mold structure for a high-pressure tank according to the embodiment, Fig. 2 is a schematic horizontal cross-sectional view showing the mold structure for a high-pressure tank according to the embodiment, and Fig. 3 is a plan view showing the lower mold and the lower body.
本実施形態の高圧タンク用金型構造1は、RTM成形用金型に関する構造であり、高圧タンクの中間体であるプリフォーム2を収容し、プリフォーム2の繊維束に樹脂を含浸させ、更に含浸させた樹脂を硬化させることによって高圧タンクを製造するためのものである。プリフォーム2は、すなわち樹脂含浸前の高圧タンクであり、高圧ガスを貯留する貯留空間を有する略円筒状のライナーと、ライナーの外周面に巻回された繊維束とにより形成されている。なお、ライナーは、円筒状の胴体部と該胴体部の軸方向の両端に設けられた一対のドーム部とを有する。
The
繊維束は、例えばFW法によってライナーの外周面に繊維を幾重にも巻き付けることによって形成されている。ここでの繊維としては、例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等が挙げられる。また、繊維束に含浸される樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられるが、ポリエチレン樹脂やポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることもできる。 The fiber bundle is formed by wrapping fibers multiple times around the outer surface of the liner, for example, by the FW method. Examples of the fibers include carbon fiber, glass fiber, and aramid fiber. The resin impregnated into the fiber bundle includes thermosetting resins such as epoxy resin, unsaturated polyester resin, and polyamide resin, but thermoplastic resins such as polyethylene resin and polyester resin can also be used.
本実施形態の高圧タンク用金型構造1は、プリフォーム2を収容する主型10、及び、樹脂注入部23と製品押し上げ部24とを少なくとも有する本体20を備えている。そして、主型10は、本体20に着脱可能に設けられている。
The
主型10は、上型11と下型12とを有する。上型11は後述する上本体21に、下型12は後述する下本体22にそれぞれ着脱可能に取り付けられている。上本体21及び下本体22が上下方向において相対的に移動可能に設けられているため、上型11及び下型12は型締め可能となっている。そして、上型11及び下型12の型締め時に、主型10の内部には、プリフォーム2を収容する空間(キャビティともいう)が形成される。この空間は、例えばプリフォーム2の公差分だけ大きく作製される。
The
上型11及び下型12には、上型11及び下型12の温度を調節するための温調配管がそれぞれ内蔵されている。具体的には、上型11の内部には、主型10に収容されるプリフォーム2の長手方向(すなわち、プリフォーム2の軸方向)に沿って延びる複数の温調配管13が配置されている。本実施形態において、温調配管13は、2本であって、プリフォーム2の軸中心に対して左右対称に配置されている。温調配管13には図示しないヒーターが挿入され、ヒーターの熱で上型11を加熱する。なお、温調配管13の数はこれに限らず、上型11の大きさや加熱効率などを考慮して適宜増減してもよい。
The
また、下型12の内部には、主型10に収容されるプリフォーム2の長手方向に沿って延びる複数の温調配管14が配置されている。本実施形態において、温調配管14は、2本であって、プリフォーム2の軸中心に対して左右対称に配置されている。温調配管14には図示しないヒーターが挿入され、ヒーターの熱で下型12を加熱する。なお、温調配管14の数はこれに限らず、下型12の大きさや加熱効率などを考慮して適宜増減してもよい。
In addition, multiple
また、上型11には、主型10に収容されるプリフォーム2の長手方向に沿って延びる真空脱気配管15が内蔵されている。真空脱気配管15の一端はプリフォーム2を収容する空間と連通し、他端は高圧タンク用金型構造1の外部に配置された真空ポンプ(図示せず)と接続されている。そして、真空ポンプを駆動すると、真空脱気配管15を介して主型10の内部(すなわち、プリフォーム2を収容する空間)を真空脱気することができる。
The
本体20は、上述した樹脂注入部23及び製品押し上げ部24に加えて、上下方向において相対的に移動可能な上本体21と下本体22とを更に有する。本実施形態では、例えば下本体22を固定型とし、上本体21を可動型(固定型に対して可動する型)とするが、上本体21を固定型、下本体22を可動型としてもよく、あるいは上本体21及び下本体22の双方を可動型としてもよい。
The
図1に示すように、上本体21は、主型10の上型11を取り付ける空間を有するように、断面コ字状に形成された枠体である。下本体22は、主型10の下型12を取り付ける空間を有するように、断面コ字状に形成された枠体である。上本体21及び下本体22は、それぞれ金属材料により形成され、それぞれのコ字状の開口が対向した状態で上下方向に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
また、高圧タンク用金型構造1は、プリフォーム2を軸支するシャフト25を備えている。シャフト25は、プリフォーム2の左右両端に配置された口金に挿入できるように形成され、プリフォーム2を回転可能に支持する。また、このシャフト25は、中空構造を有し且つプリフォーム2内に挿入される部分の周壁に複数の貫通孔が設けられている。このようにすれば、シャフト25を内圧供給部材としても用いることができる。すなわち、高圧樹脂注入によるプリフォーム2の変形や破損を防止するため、プリフォーム2のライナー内にガスを注入し、プリフォーム2の内部圧力を維持する必要があり、上述の構造を有するシャフト25を用いることで、ライナーの内部に圧力を容易に供給することができる。なお、シャフト25は内圧供給管28と接続されている。また、ライナーへの圧力供給は、シャフト25を介して行うものに限らず、例えば主型10を介して行ってもよい。
The
樹脂注入部23は、上本体21に設けられる樹脂注入管231と、下型12に設けられるとともに樹脂注入管231からの樹脂を溜める複数の樹脂溜め部232と、下型12に設けられるとともに各樹脂溜め部232に溜められた樹脂を主型10側に押し出す樹脂押し出し部233と、を有する。
The
樹脂注入管231は、上本体21から下本体22に向かう状態で、上本体21に固定されている。この樹脂注入部23は、図示しない配管及び開閉バルブを介して樹脂貯留タンクと接続されている。樹脂貯留タンクには、例えば主剤と硬化剤とからなる2液系の熱硬化性樹脂(例えばエポキシ樹脂)が分離した状態で貯留されている。
The
図3に示すように、本実施形態では、樹脂溜め部232は16個である。これらの樹脂溜め部232は、主型10に収容されるプリフォーム2の軸の両側に8個ずつ配置されている。各側において、8個の樹脂溜め部232は、プリフォーム2の長手方向に沿って略等間隔で配置されている。そして、各樹脂溜め部232は、互いに連通するとともに、それぞれ樹脂注入管231と連通している。
As shown in FIG. 3, in this embodiment, there are 16
図1に示すように、各樹脂溜め部232は所定の深さを有する円柱状の凹部であり、その底部には樹脂押し出し部233が設けられている。樹脂押し出し部233は、樹脂溜め部232に対して1対1で設けられており、樹脂溜め部232の底部に配置された円柱状のピストン部233aと、ピストン部233aと連結されてサーボモータの回転に伴ってピストン部233aを昇降する可動ピン233bとを有する。そして、サーボモータの回転に伴って可動ピン233bが上昇すると、ピストン部233aも上昇し、樹脂溜め部232の深さが相対的に浅くなる。これによって、樹脂溜め部232に溜められた樹脂は外へ押し出される。一方、サーボモータの回転に伴って可動ピン233bが下降すると、ピストン部233aも下降し、樹脂溜め部232の深さが相対的に深くなる。このように可動ピン233bを用いることで、樹脂溜め部232の深さを調整することができる。
As shown in FIG. 1, each
また、各樹脂溜め部232は、ランナー27を介して主型10の内部と連通している。図3に示すように、ランナー27は、樹脂溜め部232に対して1対1で設けられ、下本体22及び下型12に形成されている。このランナー27は、プリフォーム2の長手方向と直交する(すなわち、プリフォーム2の径方向)に沿って延びる溝であり、一端が主型10の内部と連通し、他端が樹脂溜め部232と連通する。なお、ランナー27は、下本体22に形成された部分と、下型12に形成された部分とを有するように、下本体22及び下型12を横断している。
Each
ここで、樹脂溜め部232を設ける理由を説明する。すなわち、高圧樹脂が主型10内に注入されるとき、高圧樹脂がプリフォーム2の繊維束とぶつかって繊維ずれを招く可能性がある。高圧樹脂注入による繊維ずれを防止するために、本実施形態の高圧タンク用金型構造1では、高圧樹脂を主型10の内部に直接注入することなく、樹脂溜め部232に一旦溜めて、樹脂溜め部232の底部に設けられた可動ピン233bで溜めた樹脂を徐々に主型10側に押し出すことで、注入樹脂の圧力を制御する方法が採用されている。
The reason for providing the
製品押し上げ部24は、樹脂が含浸されたプリフォーム2を押し出すために設けられたものであり、下本体22及び下型12を貫通するとともに主型10に収容されたプリフォーム2を押し上げる2つの押し上げ部材241と、2つの押し上げ部材241の下端部同士を連結するレバー部242とを有する。2つの押し上げ部材241は、それぞれ、プリフォーム2の長手方向に沿って延びる長尺状を呈し、プリフォーム2の軸に対して対称になるように離れて配置されている。そして、押し上げ部材241のプリフォーム2に面する上面は、プリフォーム2の外周面の形状に倣った湾曲面となっている。なお、下型12の交換を妨げないように、押し上げ部材241は、全体が降下して下本体22に収容できるように形成されている。
The product push-up
このような構造を有する製品押し上げ部24を用いて樹脂が含浸されたプリフォーム2を押し出すときに、例えば型開きされた状態で、レバー部242を持って押し上げ部材241を押し上げることにより、プリフォーム2を所定の高さまで押し上げる。
When using the product push-up
また、高圧タンク用金型構造1は、上本体21と下本体22との間、及び、上型11と下型12との間をシールする環状のシール部材26を備えている。図3に示すように、シール部材26は、例えばOリングからなり、主型10に収容されるプリフォーム2と樹脂溜め部232とを取り囲むように、下本体22及び下型12に設けられた周溝(図示せず)に嵌め込まれている。
The
より具体的には、シール部材26は、樹脂溜め部232の外側に配置されてプリフォーム2の長手方向に沿って延びる一対の第1部分261と、下本体22及び下型12を横断するようにプリフォーム2の径方向に延びる一対の第2部分262とを有する。本実施形態では、シール部材26は1本のOリングであるが、これに限らず、例えば長さが異なる2本のOリングを用いて二重構造であってもよい。
More specifically, the sealing
以下、高圧タンク用金型構造1を用いた高圧タンクの製造方法を簡単に説明する。高圧タンクの製造方法は、主に、プリフォーム2を主型10の内部に配置して型締めを行う第1工程と、真空脱気後に主型10の内部に樹脂を注入する第2工程と、樹脂を硬化させて高圧タンクを取り出す第3工程と、を含む。
The manufacturing method of the high-pressure tank using the
第1工程では、まず、これから樹脂含浸を行うプリフォーム2に対応する主型10を本体20に取り付ける。例えば異なる形状のプリフォームに対応する主型10を事前にそれぞれ作製して用意し、その中からこれから樹脂含浸を行うプリフォーム2の形状に対応したものを取り出して、上型11を上本体21に、下型12を下本体22にそれぞれ取り付けて固定する。
In the first step, first, the
続いて、事前に作製されたプリフォーム2を主型10の内部に配置する。具体的には、上本体21に取り付けられた上型11を開いた状態で、シャフト25に軸支されたプリフォーム2を下型12に配置する。続いて、上型11に内蔵された温調配管13と下型12に内蔵された温調配管14にヒーターをそれぞれ挿入し、上型11及び下型12をそれぞれ加熱する状態で、型締めを行う。型締め後、上型11に内蔵された真空脱気配管15及び図示しない真空ポンプを利用して主型10の内部を真空脱気する。
Next, the
第2工程では、真空脱気完了後、プリフォーム2のライナーの中に圧力を供給しながら、各樹脂溜め部232に樹脂を注入する。具体的には、内圧供給管28及びシャフト25を利用してライナーの内部にガスを供給する。続いて、樹脂押し出し部233のピストン部233aを樹脂溜め部232の底部に位置させた状態で、開閉バルブを開弁し、樹脂貯留タンクに貯留される2液系の熱硬化性樹脂を樹脂注入管231を介して各樹脂溜め部232に注入する。
In the second step, after vacuum degassing is complete, resin is injected into each
続いて、ライナー内部の圧力状況を見ながら、可動ピン233bを上昇させることにより、ピストン部233aを上昇させ、樹脂溜め部232に溜められた樹脂を主型10側に押し出す。そして、樹脂が樹脂溜め部232と連通するランナー27を経由し、主型10の内部に流入する。これによって、プリフォーム2の繊維束への樹脂含浸が開始する。なお、このとき、ライナー内部の圧力に基づいて可動ピン233bの上昇高さを調整し、主型10の内部に流入する(言い換えれば、注入する)樹脂の圧力を制御する。
Next, while monitoring the pressure condition inside the liner, the
樹脂含浸完了後、樹脂注入を停止し、主型10内で樹脂硬化を行う。そして、樹脂硬化が完了すると、上本体21を上昇させることにより型開きを行い、その後、製品押し上げ部24を利用して樹脂含浸及び樹脂硬化済のプリフォーム2を押し上げ、主型10から取り出す。これによって、高圧タンクが製造される。
After the resin impregnation is complete, the resin injection is stopped and the resin is cured within the
本実施形態の高圧タンク用金型構造1では、プリフォーム2を収容する主型10と、樹脂注入部23と製品押し上げ部24とを少なくとも有する本体20とを備えており、主型10が本体20に着脱可能に設けられているので、異なる形状のプリフォーム2に対応する主型10のみを入れ替える(言い換えれば、交換する)ことで、成形に必要な樹脂注入と樹脂含浸の機能を維持した状態で、異なる形状の高圧タンクを品質良く製造でき、製造される高圧タンクの性能を向上することができる。
The
また、このように主型10のみを入れ替えることで異なる形状の高圧タンクの製造に対応できるので、連続生産を実現し、生産性の向上を図ることもできる。更に、プリフォーム2の形状毎に成形用金型を用意する場合と比べて、樹脂注入部23と製品押し上げ部24とを少なくとも有する本体20を流用できるので、低コストを実現することができる。その結果、高品質の高圧タンクを低コストで製造することができる。
In addition, by replacing only the
また、樹脂溜め部232と主型10に収容されるプリフォーム2とを取り囲むように設けられるとともに、上本体21と下本体22との間、及び、上型11と下型12との間をシールする環状のシール部材26を備えることで、主型10の交換に影響されることなく、高圧タンク用金型構造1のシール性を確保することができるので、ボイド等の成形不良を防止することができる。
In addition, the annular sealing
更に、樹脂注入部23は、上本体21に設けられる樹脂注入管231と、下本体22に設けられるとともに樹脂注入管231からの樹脂を溜める樹脂溜め部232と、樹脂溜め部232の底部に設けられて樹脂溜め部232の深さを調整する可動ピン233bを有する樹脂押し出し部233とを備えるので、主型10の交換に影響されることなく、主型10内部への樹脂注入を精度良く行うことができ、高圧樹脂注入による繊維束の繊維ずれを防止することができる。
Furthermore, the
また、製品押し上げ部24は、下型12を貫通するとともに主型10に収容されるプリフォーム2を押し上げる押し上げ部材241を有するので、主型10を交換しても、樹脂が含浸されたプリフォーム2を精度良く取り出すことができる。更に、主型10の上型11及び下型12には、プリフォーム2の長手方向に沿って延びる温調配管13,14がそれぞれ内蔵されているので、主型10の温度を安定させることができる。従って、製造される高圧タンクの品質を高めることができる。
The product push-up
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various design modifications can be made without departing from the spirit of the present invention as described in the claims.
1:高圧タンク用金型構造、2:プリフォーム、10:主型、11:上型、12:下型、13,14:温調配管、15:真空脱気配管、20:本体、21:上本体、22:下本体、23:樹脂注入部、24:製品押し上げ部、25:シャフト、26:シール部材、27:ランナー、28:内圧供給管、231:樹脂注入管、232:樹脂溜め部、233:樹脂押し出し部、233a:ピストン部、233b:可動ピン、241:押し上げ部材、242:レバー部、261:第1部分、262:第2部分 1: High pressure tank mold structure, 2: Preform, 10: Main mold, 11: Upper mold, 12: Lower mold, 13, 14: Temperature control pipe, 15: Vacuum degassing pipe, 20: Main body, 21: Upper body, 22: Lower body, 23: Resin injection section, 24: Product push-up section, 25: Shaft, 26: Sealing member, 27: Runner, 28: Internal pressure supply pipe, 231: Resin injection pipe, 232: Resin reservoir section, 233: Resin push-out section, 233a: Piston section, 233b: Movable pin, 241: Push-up member, 242: Lever section, 261: First section, 262: Second section
Claims (6)
上型と下型とを有し、前記プリフォームを収容する主型と、
前記主型の内部に樹脂を注入する樹脂注入部と、樹脂が含浸された前記プリフォームを押し上げる製品押し上げ部とを少なくとも有する本体と、
を備え、
前記主型は、前記本体に着脱可能に設けられていることを特徴とする高圧タンク用金型構造。 A mold structure for a high-pressure tank for accommodating a preform having a fiber bundle wound around an outer peripheral surface of a liner and impregnating the fiber bundle of the preform with a resin, comprising:
a master mold having an upper mold and a lower mold and accommodating the preform;
a main body having at least a resin injection section for injecting a resin into the master mold and a product push-up section for pushing up the preform impregnated with the resin;
Equipped with
13. A mold structure for a high-pressure tank, wherein the main mold is detachably provided on the main body.
前記本体は、相対的に移動可能な上本体及び下本体を有し、
前記上型及び前記下型は、型締め可能に前記上本体及び前記下本体にそれぞれ取り付けられ、
前記高圧タンク用金型構造は、前記主型に収容される前記プリフォームを取り囲むように設けられるとともに、前記上本体と前記下本体との間、及び、前記上型と前記下型との間をシールする環状のシール部材を更に備える請求項1に記載の高圧タンク用金型構造。 The upper mold has built-in piping for vacuum degassing,
The body has an upper body and a lower body that are movable relative to each other,
The upper mold and the lower mold are respectively attached to the upper main body and the lower main body in a mold-clamping manner,
2. The mold structure for a high-pressure tank according to claim 1, further comprising an annular sealing member that is arranged to surround the preform contained in the main mold and that seals between the upper main body and the lower main body, and between the upper mold and the lower mold.
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